專利名稱：在802.11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無縫切換的方法和接入點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及站點(diǎn)在802. 11無線局域網(wǎng)(如WiFi )中進(jìn)行漫游 的方法，并且特別是涉及一種用于在802. 11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無縫切 換的方法以及用于此方法中的接入點(diǎn)(AP: Access Point)。
背景技術(shù)：
近年來，IEEE 802. 11無線網(wǎng)絡(luò)已得到快速發(fā)展并且越來越流行。 無線網(wǎng)絡(luò)提供對因特網(wǎng)的接入，用于輸送諸如VoIP ( IP語音)、多媒 體或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊母鞣N服務(wù)。因此，支持用戶和設(shè)備移動性是關(guān)鍵 問題，因?yàn)閷τ诖蠖鄶?shù)服務(wù)來說，連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接性是非常期望的。 然而，IEEE 802. 11采取硬切換方法，這意p未著，在站點(diǎn)(STA: station) 連接到新接入點(diǎn)之前，該站點(diǎn)必須斷開其與當(dāng)前相關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)的連 接。這可能導(dǎo)致長的切換等待時間，并且對于實(shí)時應(yīng)用來說是不可接 受的。等待時間包括信道掃描、關(guān)聯(lián)和擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議(EAP )認(rèn)證握手 的時間。例如，利用諾基亞手機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，最短的切換要花費(fèi)大約 800ms，同時VoIP中斷2秒。
理想的802. ll無線局域網(wǎng)應(yīng)為在其服務(wù)區(qū)域中的站點(diǎn)提供連續(xù)的 無線電信號覆蓋。由于移動性，站點(diǎn)可能移出其當(dāng)前接入點(diǎn)的覆蓋范 圍。在這種情況下，站點(diǎn)所得到的接收到的信號強(qiáng)度和信噪比(SNR) 將顯著降低，并且站點(diǎn)將丟失其與當(dāng)前接入點(diǎn)的連接性。因此，站點(diǎn) 需要發(fā)起切換。為了容許現(xiàn)有站點(diǎn)的多樣性，還應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)完成修改， 而不是改變站點(diǎn)的特性，并且不應(yīng)修改現(xiàn)有協(xié)議。如果站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 移動，且接收到的信號強(qiáng)度沒有降低，則不會觸發(fā)切換過程。因此， 接入點(diǎn)間的切換將導(dǎo)致零等待時間的移動性，并且對于802. 11無線局 域網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)"始終連接的"語音。
一種解決方案是讓站點(diǎn)完全不檢測其正在改變接入點(diǎn)。這需要網(wǎng) 絡(luò)中的所有接入點(diǎn)偽裝成相同的接入點(diǎn)，并且這些接入點(diǎn)必須在接入 控制器的集中控制下協(xié)作。這種網(wǎng)絡(luò)被稱為無縫切換協(xié)作接入點(diǎn)系統(tǒng)。在圖1中示出了這種網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)上述無縫切換，802.11無線局域網(wǎng)必須遵循以下列出的 一些前提
1. 所有接入點(diǎn)工作在相同的信道上。
2. 接入點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)域中提供連續(xù)的無線電信號覆蓋。
3. 所有接入點(diǎn)可以在接入階段通過使用相同的介質(zhì)訪問控制 (MAC)地址從而對于站點(diǎn)偽裝成唯一的接入點(diǎn)。但是，這些接入點(diǎn)必
須利用不同的MAC地址與接入控制器進(jìn)行通信。
注意l.如果想要增加接入容量，則可以敷設(shè)多個覆蓋區(qū)域重疊 的協(xié)作接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，每個接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分別地例如工作在信道l、信道6 和信道11上。但是無縫切換僅在相同的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，也就是在相同的 信道中進(jìn)行。
2.當(dāng)新的站點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中時，該站點(diǎn)首先掃描信道，然后確定最 佳信道。在正常通信過程中，只有連續(xù)傳輸失敗才觸發(fā)站點(diǎn)的重新信 道掃描，并且進(jìn)行信道切換。 一旦觸發(fā)了信道掃描，將不能再實(shí)行無 縫切換。因此，覆蓋盲區(qū)將引起站點(diǎn)的完全重新連接過程。
根據(jù)802. 11 MAC層規(guī)范，當(dāng)單播數(shù)據(jù)或管理幀被發(fā)送時，目的地 必須立即返回確認(rèn)(ACK)幀，以表示成功傳輸(唯一的例外是塊確認(rèn) 或者沒有確認(rèn)的情形，如802. lie所規(guī)定的那樣)。如圖2中所示， 所發(fā)送的幀與相應(yīng)的ACK幀之間的間隔是短幀間間隔(SIFS) 。 SIFS 的長度取決于物理層類型。SIFS的典型值是10微秒。如果沒有及時接 收到ACK幀，則發(fā)送方將推斷，幀的傳輸已失敗。然后該發(fā)送方將重 新傳輸該幀，直到及時返回ACK，或者達(dá)到最大重試極限，并且放棄傳 輸。最大重試極限指的是在幀被放棄傳輸并且向較高層協(xié)議指示失敗 之前沒有接收到ACK的情況下發(fā)送幀的次數(shù)。最大重試極限的缺省值 是7。
然而，在無縫切換協(xié)作接入點(diǎn)系統(tǒng)中，作為一個前提，所有接入 點(diǎn)都對站點(diǎn)顯示相同的MAC地址。當(dāng)數(shù)個接入點(diǎn)同時接收到上行鏈路 幀時，接入控制器必須分配一個接入點(diǎn)來向站點(diǎn)應(yīng)答ACK，如圖3中所 示。否則，如果數(shù)個接入點(diǎn)同時返回ACK,則將引起信道沖突，如圖4 中所示。然而，這出現(xiàn)以下問題如果新的站點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)并且發(fā)送認(rèn) 證請求幀，則哪個接入點(diǎn)將應(yīng)答ACK 認(rèn)證請求(類型為"認(rèn)證"的幀并且認(rèn)證事務(wù)處理序列號為1。為了簡化起見，在以下說明中，這種幀 被稱為"認(rèn)證請求")是當(dāng)新的站點(diǎn)想要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的笫 一單播幀。尤其是當(dāng)站點(diǎn)沒有進(jìn)行過任何主動探查(主動探查意指廣 播探查請求并且然后等待探查響應(yīng))，此時接入控制器并不知道該站 點(diǎn)的存在，因此接入控制器還沒有給新站點(diǎn)分配服務(wù)接入點(diǎn)。 一旦接 收到認(rèn)證請求，接入控制器就開始分配最好的接入點(diǎn)來服務(wù)于那個站
點(diǎn)。然而，問題是ACK對于時間是敏感的，它要求必須在完成這個分 配之前返回ACK。
注意對于802. lli安全規(guī)范，開放系統(tǒng)認(rèn)證算法是第一個認(rèn)證 步驟。在這樣的環(huán)境中，站點(diǎn)所發(fā)送的認(rèn)證類型幀總是具有等于1的 認(rèn)證事物處理序列號。因此，該站點(diǎn)所發(fā)送的認(rèn)證類型幀被稱為認(rèn)證 請求。在此，可以不必識別認(rèn)證事物處理序列號。
美國專利 20070025293 "Method and mobile device for performing fast hand—over in WLAN and method of switching services using GPS information"描述了 一種在WLAN環(huán)境中漫游的 站點(diǎn)的快速切換方法。該方法包括接收GPS信息；基于接收到的站 點(diǎn)的位置信息，搜索一個或多個接入點(diǎn)；通過掃描搜索到的接入點(diǎn)來 確定新接入點(diǎn)；并且與確定的新接入點(diǎn)重新相關(guān)聯(lián)。根據(jù)該方法，當(dāng) 站點(diǎn)在WLAN環(huán)境中漫游時，該站點(diǎn)通過使用GPS信息來計(jì)算移動路徑， 并且然后通過僅僅掃描屬于被分配給與移動方向相關(guān)的區(qū)域的信道的 接入點(diǎn)，站點(diǎn)能減少切換周期，并且因此，能連續(xù)提供保證QoS的服 務(wù)。然而，該方法必須使用GPS系統(tǒng)，而且站點(diǎn)也必須具有GPS功能。 "Syncscan: Practical Fast Handoff for 802.11 Infrastructure Networks" ( IEEE INF0C0M會i義，2005年3月)論 證了，當(dāng)站點(diǎn)監(jiān)控接入點(diǎn)的信號質(zhì)量并使用快速掃描機(jī)制來監(jiān)聽范圍 中的所有接入點(diǎn)以選擇最好的接入點(diǎn)時，在802. 11網(wǎng)絡(luò)上能夠進(jìn)行快 速切換。Syncscan系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)短至5ms的切換。然而，在這種系統(tǒng)中， 快速掃描是通過修改站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)適配器來實(shí)現(xiàn)的。
"Fast Handoff for Seamless Wireless Mesh Networks" (ACM MobiSys會i義，2006年6月，也可在www. smesh. org獲得)說明了 當(dāng) 802. 11站點(diǎn)被配置成基礎(chǔ)設(shè)施模式時，這些站點(diǎn)固有地自己掃描較好 的接入點(diǎn)。為了避免這種行為并且將切換的主動權(quán)控制在接入點(diǎn)側(cè)，
6Smesh將接入點(diǎn)和站點(diǎn)都配置為自組織模式?？焖偾袚Q通過確保每個站 點(diǎn)在任何時候都由至少一個接入點(diǎn)來服務(wù)而實(shí)現(xiàn)。然而，在應(yīng)用 802. lli安全規(guī)范的自組織模式下，每個站點(diǎn)將需要包括IEEE 802. IX 認(rèn)證器和認(rèn)證服務(wù)器，并且每個站點(diǎn)必須執(zhí)行其自己的安全策略。因 此，該模式無法使用統(tǒng)一的后端認(rèn)證服務(wù)器。而對于不僅向各種站點(diǎn) 開放而且還向統(tǒng)一的ISP的認(rèn)證服務(wù)器開放的802.11無線局域網(wǎng)來 i兌，該方案不可4亍。
因此，需要一種既不需要修改現(xiàn)有站點(diǎn)又不需要修改協(xié)議的簡單 且快速的無縫切換方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于在802. 11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無 縫切換的方法和用于該方法的接入點(diǎn)，以克服在上述背景技術(shù)中提及 的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于在802. 11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn) 無縫切換的方法。該方法包括以下步驟當(dāng)新站點(diǎn)進(jìn)入802. 11無線局 域網(wǎng)時，該新站點(diǎn)首先向接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求；每個接入點(diǎn)調(diào)用隨機(jī) (opportunistic)確i人功能來判定針對該i人證請求是否返回確i人；所 有接入點(diǎn)向接入控制器報(bào)告接收到認(rèn)證請求；接入控制器為該新站點(diǎn) 選擇服務(wù)接入點(diǎn)；該服務(wù)接入點(diǎn)更新服務(wù)列表，以便保存該新站點(diǎn)的 信息。
在本發(fā)明的方法中，隨機(jī)確認(rèn)功能基于確認(rèn)策略來判定是否返回 確認(rèn)。該確認(rèn)策略是基于密度的方案、時間交錯的確認(rèn)方案或者其它 確認(rèn)策略。
在基于密度的方案中，接入點(diǎn)返回確認(rèn)的概率是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的接 入點(diǎn)密度而被預(yù)先設(shè)置的。
在時間交錯的確認(rèn)方案中，每個接收到認(rèn)證請求的接入點(diǎn)等待隨 機(jī)化的重新傳輸次數(shù)來避免確認(rèn)沖突。該隨機(jī)化等待的重新傳輸次數(shù) 基于一個或多個參數(shù)的分布得出。這些參數(shù)為信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡、 密度或者其它參數(shù)。
所述接入控制器基于信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡和/或與站點(diǎn)和接入點(diǎn)相 關(guān)的特性來為新站點(diǎn)選擇服務(wù)接入點(diǎn)。所述服務(wù)接入點(diǎn)通過將站點(diǎn)的介質(zhì)訪問控制地址置于服務(wù)列表中 來更新服務(wù)列表。
當(dāng)多于一個的接入點(diǎn)應(yīng)答確認(rèn)或者沒有接入點(diǎn)應(yīng)答確認(rèn)時，站點(diǎn) 將立即重新傳輸認(rèn)證請求，直至隨機(jī)確認(rèn)返回成功或者達(dá)到最大重試 極限。
如果接入點(diǎn)成功接收到幀，則接入點(diǎn)首先檢查，源地址是否在該 接入點(diǎn)的服務(wù)列表中。如果源地址在服務(wù)列表中，則明確返回確認(rèn)并
且繼續(xù)進(jìn)行幀處理；如果源地址不在服務(wù)列表中，則接入點(diǎn)檢查幀類 型字段，從而判斷幀類型是否是認(rèn)證請求。如果幀類型不是認(rèn)證請求， 則接入點(diǎn)將直接刪除該幀并且不作為；如果幀類型是認(rèn)證請求，則接 入點(diǎn)知道新的站點(diǎn)試圖進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中，從而調(diào)用隨機(jī)確認(rèn)功能。
在本發(fā)明的方法中，可以采用所有802.11協(xié)議族，諸如采用 802. lli、 802. lie等等。因此，本發(fā)明方法使用沒有修改的802.11 站占
,、、、。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種用于在802. 11無線局域網(wǎng)中 實(shí)現(xiàn)無縫切換的接入點(diǎn)。該接入點(diǎn)包括服務(wù)列表裝置，用于保存接 入點(diǎn)所服務(wù)的站點(diǎn)的信息并且在接收到幀時查詢接收到的幀的源地 址；隨機(jī)確認(rèn)裝置，用于當(dāng)接收到的幀的源地址沒有被包含在服務(wù)列 表裝置中并且接收到的幀是認(rèn)證請求幀時，基于確認(rèn)策略來判定針對 接收到的幀是否返回確認(rèn)。所述站點(diǎn)的信息例如是站點(diǎn)的介質(zhì)訪問控 制地址。


下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中 圖1示出無縫切換協(xié)作接入點(diǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓樸； 圖2示出針對單播幀的MAC層確認(rèn)過程； 圖3示出服務(wù)接入點(diǎn)分配過程；
圖4示出在被動掃描之后新的站點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時遇到的問題； 圖5示出成功ACK返回的概率與傳輸次數(shù)的之間的關(guān)系曲線； 圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的新的站點(diǎn)在被動掃描之后進(jìn)入 802. 11無線局域網(wǎng)的過程；以及
圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接入點(diǎn)的服務(wù)列表在接入點(diǎn)切換期
8間的更新過程。
具體實(shí)施例方式
考慮到開頭所述的無縫切換協(xié)作接入點(diǎn)系統(tǒng)并且站點(diǎn)通常需要返
回確認(rèn)，本發(fā)明方法在接入點(diǎn)AP中添加服務(wù)列表，從而保存由接入控 制器AC所分配的其所服務(wù)的站點(diǎn)STA。通過這種方式，接入點(diǎn)AP能識 別，站點(diǎn)STA是否在其服務(wù)范圍中并且是否及時返回ACK。對于新分配 的站點(diǎn)STA，在接入點(diǎn)AP中引入ACK功能，以基于某些ACK策略來判 定返回ACK。
為了應(yīng)用ACK功能，首先在接入點(diǎn)AP中添加服務(wù)列表，并且然后 將認(rèn)證請求幀設(shè)置為特殊的幀類型。也就是，無論何時成功接收到幀， 接入點(diǎn)AP首先檢查，源地址是否在其服務(wù)列表中。如果源地址在其服 務(wù)列表中，則明確返回ACK并且繼續(xù)進(jìn)行幀處理。如果源地址不在其 服務(wù)列表中，則接入點(diǎn)AP檢查幀類型字段，從而判斷幀類型是否是認(rèn) 證請求。如果幀類型不是認(rèn)證請求，則接入點(diǎn)AP將直接刪除該幀并且 不作為，如果幀類型是認(rèn)證請求，則接入點(diǎn)AP知道新的站點(diǎn)STA試圖 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中.然后，接入點(diǎn)AP調(diào)用ACK功能，從而基于某種ACK策略 來返回ACK。在調(diào)用ACK功能之后，接入點(diǎn)AP將向接入控制器AC報(bào)告 新的站點(diǎn)STA的到來。因?yàn)閿?shù)個接入點(diǎn)AP可以接收到認(rèn)證請求并且報(bào) 告給接入控制器AC，所以接入控制器AC將在這些接入點(diǎn)AP之間為新 的站點(diǎn)STA選擇最合適的服務(wù)接入點(diǎn)AP。接入控制器AC中的服務(wù)接入 點(diǎn)AP選擇算法應(yīng)考慮接收信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡或其它因素。然后，所 選的服務(wù)接入點(diǎn)AP將通過在其中添加新的站點(diǎn)STA的信息(其中最重 要的項(xiàng)是站點(diǎn)STA的MAC地址)來更新其服務(wù)列表。
與接入點(diǎn)AP僅檢查目的地地址來確定其MAC地址是否匹配目的地 地址的傳統(tǒng)接入點(diǎn)AP相比，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，通過在接入點(diǎn) AP中添加服務(wù)列表，目的地地址和源地址是否分別與接入點(diǎn)AP的MAC 地址和其服務(wù)列表匹配是確定正確的目的地接入點(diǎn)AP的專有方式，因 為當(dāng)多個接入點(diǎn)共享相同的MAC地址時，僅僅目的地地址不能確定目 的地接入點(diǎn)AP是正確的接入點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過識別新的站點(diǎn)STA并且在接入點(diǎn) AP引入ACK功能，接入點(diǎn)AP能在接入控制器AC分配服務(wù)接入點(diǎn)AP之前很好地服務(wù)于新的站點(diǎn)STA。 ACK功能判定基于某些ACK策略來返回 ACK。
一種ACK策略是基于密度的方案。通過這種方案，接入點(diǎn)AP以任 意方式返回ACK。接入點(diǎn)AP返回ACK的概率是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)AP 密度而被預(yù)先設(shè)置的。例如，在站點(diǎn)STA能同時與三個接入點(diǎn)AP進(jìn)行 通信的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，合適的概率會是1/3。最可能的是，三個接入點(diǎn)中 的一個接入點(diǎn)向站點(diǎn)STA應(yīng)答ACK (概率是3*1/3*2/3*2/3=4/9)。如 果隨機(jī)ACK返回失敗(沒有接入點(diǎn)AP返回ACK或者多于一個的接入點(diǎn) AP返回ACK)，則站點(diǎn)STA沒有接收到ACK。因此，站點(diǎn)STA將重新傳 輸認(rèn)證請求。n次傳輸之后的成功的ACK返回概率是1-[1-4/9] An。在 802. 11規(guī)范之內(nèi)，缺省的最大重試極限是l-[l-4/9]A7=98. 4%。如果 所有7次傳輸都失敗，則站點(diǎn)STA將再次掃描信道，并且開始新的注 冊請求。站點(diǎn)STA在兩次注冊請求之內(nèi)成功進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的概率是99. 97%。 圖5示出傳輸次數(shù)與在一次注冊請求中成功的ACK返回的概率之間的 關(guān)系。當(dāng)有兩個接入點(diǎn)AP或者四個接入點(diǎn)AP能同時與站點(diǎn)STA進(jìn)行 通信時，也可以推斷出該情形。對于兩個接入點(diǎn)AP，在一次傳輸時， 站點(diǎn)STA成功接收到ACK的概率是1/2。站點(diǎn)STA在一次注冊請求中成 功進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的概率是99.2%。對于四個接入點(diǎn)， 一次傳輸時成功接收到 ACK的概率是27/64， 一次注冊請求中成功的概率是97. 8%。
另一可替換的ACK策略是時間交錯的ACK方案。通過這種方案， 每個接收到請求的接入點(diǎn)AP等待隨機(jī)化的重新傳輸次數(shù)來避免ACK沖 突。隨機(jī)化等待的重新傳輸次數(shù)基于諸如信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡、密度 等的這些參數(shù)中的一個或多個的分布得出，使得統(tǒng)計(jì)意義上優(yōu)選的接 入點(diǎn)將首先應(yīng)答。每個接入點(diǎn)也監(jiān)聽其它ACK,使得如果一個接入點(diǎn)已 經(jīng)確認(rèn)，則該接入點(diǎn)不再確認(rèn)。例如，每個接入點(diǎn)可以針對接收到的 信號強(qiáng)度設(shè)置一組閾值(小于6個閾值)。如果一個接入點(diǎn)AP中的請 求的接收到的信號強(qiáng)度超過最大閾值，則該接入點(diǎn)AP將立即返回ACK。 否則，如果接收到的信號強(qiáng)度在最大閾值與第二最大闊值之間，則該 接入點(diǎn)AP不返回ACK，直至接收到一次重新傳輸請求，以此類推。
其它ACK策略也是可能的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠提出類似的 隨機(jī)方式來判定接入點(diǎn)是否應(yīng)應(yīng)答或者不應(yīng)答注冊請求。
圖6示出本發(fā)明實(shí)施方案的實(shí)例。當(dāng)新的站點(diǎn)STA決定進(jìn)入802. 11無線局域網(wǎng)時，該站點(diǎn)STA首先 向接入點(diǎn)AP發(fā)送認(rèn)證請求。因?yàn)樗薪尤朦c(diǎn)在接入階段使用相同的 MAC地址，所以數(shù)個接入點(diǎn)會同時接收到該認(rèn)證請求。
每個接入點(diǎn)調(diào)用隨機(jī)ACK功能來在本地判定針對這個認(rèn)證請求是 否返回ACK。
然后，如圖6所示，所有這些接入點(diǎn)AP向接入控制器AC報(bào)告接 收到認(rèn)證請求。該報(bào)告包括這個接收到的幀的信號強(qiáng)度。接入控制器 AC基于信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡和/或與站點(diǎn)和接入點(diǎn)相關(guān)的特性來為新的 站點(diǎn)STA選擇服務(wù)接入點(diǎn)AP。
如果隨機(jī)ACK返回失敗(如果多于一個的接入點(diǎn)AP應(yīng)答ACK或者 沒有接入點(diǎn)AP應(yīng)答ACK)，則站點(diǎn)STA將立即重新傳輸認(rèn)證請求。重 新傳輸將繼續(xù)，直至隨機(jī)ACK返回成功或者達(dá)到最大重試極限。
當(dāng)數(shù)個接入點(diǎn)AP接收到重新傳輸時，這些接入點(diǎn)AP將再次調(diào)用 隨機(jī)ACK功能。
在接入控制器AC為那個站點(diǎn)STA選擇服務(wù)接入點(diǎn)AP之后，該服 務(wù)接入點(diǎn)AP將通過將站點(diǎn)STA的MAC地址置于其服務(wù)列表中來更新其 服務(wù)列表。
無論何時接入點(diǎn)AP成功接收到幀，接入點(diǎn)AP都檢查其服務(wù)列表。 如果該幀的源MAC地址在其服務(wù)列表中，則該接入點(diǎn)AP返回ACK。然 后，繼續(xù)進(jìn)行幀處理。
一旦接入點(diǎn)AP注意到接收信號強(qiáng)度低于閾值，則該接入點(diǎn)AP就 將低信號報(bào)告給接入控制器AC。作為集中式監(jiān)控器，接入控制器AC將 要求附近的接入點(diǎn)報(bào)告來自該站點(diǎn)STA的信號強(qiáng)度。
一旦接入控制器AC找到更合適的服務(wù)接入點(diǎn)AP，該接入控制器 AC就將開始切換過程。如圖7中所示，站點(diǎn)STA將數(shù)據(jù)發(fā)送給接入點(diǎn) AP1、 AP2/AP3。此時，該站點(diǎn)STA的服務(wù)接入點(diǎn)API向站點(diǎn)STA返回 ACK。當(dāng)接入點(diǎn)API注意到接收信號強(qiáng)度變?nèi)鯐r，該接入點(diǎn)APl向接入 控制器AC報(bào)告接收信號強(qiáng)度。然后，接入控制器通知AP2和AP3報(bào)告 來自該站點(diǎn)STA的信號強(qiáng)度，并從中選擇新的服務(wù)接入點(diǎn)，如由接入 點(diǎn)API變成接入點(diǎn)AP2/AP3。接入控制器AC隨即將切換結(jié)果通知給API 和AP2。接著，接入點(diǎn)API將站點(diǎn)STA的MAC地址從其服務(wù)列表中刪除， 而接入點(diǎn)AP2將該站點(diǎn)STA的MAC地址添加到其服務(wù)列表中。站點(diǎn)STA繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，此時，由接入點(diǎn)AP2返回ACK。
本發(fā)明的一個方面是本發(fā)明并不要求對現(xiàn)有站點(diǎn)進(jìn)行任何修改. 任何802. 11站點(diǎn)都是兼容的。無縫切換能通過各種802. 11站點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一方面在于，本發(fā)明能利用現(xiàn)有系統(tǒng)良好工作。本發(fā) 明并不要求修改協(xié)議，而僅僅是對現(xiàn)有接入點(diǎn)進(jìn)行最小的配置改變。
本發(fā)明的又一方面在于，本發(fā)明方法適用于所有802. 11協(xié)議族， 諸如802. lli、 802. lle等等。
應(yīng)理解，本發(fā)明可以用各種形式的硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)。
盡管已參考優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 將理解，在不偏離隨附權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的 情況下可以對其進(jìn)行各種修改和替換。
1權(quán)利要求
1.一種用于在802.11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無縫切換的方法，其包括以下步驟當(dāng)新站點(diǎn)進(jìn)入802.11無線局域網(wǎng)時，該新站點(diǎn)首先向接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求；每個接入點(diǎn)調(diào)用隨機(jī)確認(rèn)功能來判定針對該認(rèn)證請求是否返回確認(rèn)；所有接入點(diǎn)向接入控制器報(bào)告接收到認(rèn)證請求；接入控制器為該新站點(diǎn)選擇服務(wù)接入點(diǎn)AP；該服務(wù)接入點(diǎn)更新服務(wù)列表，以便保存該新站點(diǎn)的信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，隨機(jī)確認(rèn)功能基于 確認(rèn)策略來判定是否返回確認(rèn).
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所迷的方法，其特征在于，確認(rèn)策略是基于密度的方案或者時間交嫌的確認(rèn)方案.
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在基于密度的方案 中，接入點(diǎn)返回確認(rèn)的概羋是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)密度而被預(yù)先設(shè)置 的.
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在時間交錯的確認(rèn) 方案中，每個接收到認(rèn)證請求的接入點(diǎn)等待隨機(jī)化的重新傳輸次數(shù)來 避免確認(rèn)沖突.
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，隨機(jī)化等待的重新 傳輸次數(shù)基于一個或多個參數(shù)的分布得出.
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)為信號強(qiáng) 度、負(fù)荷平衡或者密度.
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述接入控制器基 于信號強(qiáng)度、負(fù)荷平衡和/或與站點(diǎn)和接入點(diǎn)相關(guān)的特性來為新站點(diǎn)選 擇服務(wù)接入點(diǎn).
9. 根椐權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)接入點(diǎn)通 過將站點(diǎn)的介質(zhì)訪問控制地址置于服務(wù)列表中來更新服務(wù)列表.
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果接入點(diǎn)成功 接收到幀，則接入點(diǎn)首先檢查，源地址是否在該接入點(diǎn)的服務(wù)列表中.
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，如杲源地址在服務(wù)列表中，則返回確認(rèn)并且繼續(xù)進(jìn)行幀處理；如果源地址不在服務(wù)列表中，則接入點(diǎn)檢查幀類型字段，以便判斷楨類型是否是認(rèn)證請求.
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，如果幀類型不是 認(rèn)證請求，則接入點(diǎn)將直接刪除該幀并且不作為；如果幀類型是認(rèn)證 請求，則接入點(diǎn)知道新的站點(diǎn)試?yán)нM(jìn)入802. ll無線局域網(wǎng)中，并且調(diào) 用隨機(jī)確認(rèn)功能.
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12之一所述的方法，其特征在于，該方法 適用于所有802. ll協(xié)議族.
14. 一種用于在802. 11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無縫切換的接入點(diǎn)，其 包括服務(wù)列表裝置，用于保存接入點(diǎn)所服務(wù)的站點(diǎn)的信息并且在接收到楨時查詢接收到的幀的源地址；隨機(jī)確認(rèn)裝置，用于當(dāng)接收到的幀的源地址沒有被包含在服務(wù)列表裝置中并且接收到的幀是認(rèn)證請求幀時，基于確認(rèn)策略來判定針對 接收到的幀是否返回確認(rèn).
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所迷的接入點(diǎn)，其特征在于，所述站點(diǎn)的信息是站點(diǎn)的介質(zhì)訪問控制地址.
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的接入點(diǎn)，其特征在于，確認(rèn)策略是基于密度的方案或者時間交錯的確認(rèn)方案.
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的接入點(diǎn)，其特征在于，在基于密度的方案中，接入點(diǎn)返回確認(rèn)的概率是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)密度而被預(yù)先 設(shè)置的，
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的接入點(diǎn)，其特征在于，在時間交錯的 確認(rèn)方案中，每個接收到認(rèn)證請求的接入點(diǎn)等待隨機(jī)化的重新傳榆次 數(shù)來避免確認(rèn)沖突.
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的接入點(diǎn)，其特征在于，隨機(jī)化等待的 重新傳輸次數(shù)基于一個或多個參數(shù)的分布得出.
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所迷參數(shù)為信號 強(qiáng)度、負(fù)荷平衡或者密度.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在802.11無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無縫切換的方法和接入點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟當(dāng)新站點(diǎn)進(jìn)入802.11無線局域網(wǎng)時，該新站點(diǎn)首先向接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求；每個接入點(diǎn)調(diào)用隨機(jī)確認(rèn)功能來判定針對該認(rèn)證請求是否返回確認(rèn)；所有接入點(diǎn)向接入控制器報(bào)告接收到認(rèn)證請求；接入控制器為該新站點(diǎn)選擇服務(wù)接入點(diǎn)；該服務(wù)接入點(diǎn)更新服務(wù)列表，從而保存該新站點(diǎn)的信息。根據(jù)本發(fā)明的接入點(diǎn)包括用于保存接入點(diǎn)所服務(wù)的站點(diǎn)的信息并且在接收到幀時查詢接收到的幀的源地址的服務(wù)列表裝置和基于確認(rèn)策略來判定針對接收到的幀是否返回確認(rèn)的隨機(jī)確認(rèn)裝置。因此，利用本發(fā)明的方法，在沒有修改站點(diǎn)和協(xié)議的情況下也能實(shí)現(xiàn)無縫切換。
文檔編號H04W36/08GK101557618SQ20081009192
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者于興啟, 蕾 李 申請人:諾基亞西門子通信有限責(zé)任兩合公司